計(jì)劃5年內(nèi)完成建設(shè)
中國(guó)工程院院士曲久輝介紹,計(jì)劃應(yīng)用新理念和先進(jìn)的技術(shù),以水質(zhì)永續(xù)、能量自給、資源回收、環(huán)境友好為目標(biāo),在京建設(shè)一座能滿足2030-2040年污水處理需求的城市污水處理廠。
曲久輝介紹,中國(guó)目前已經(jīng)建成了3800座城市污水處理廠,總處理能力與美國(guó)相當(dāng),但始終存在著處理能耗高、污泥產(chǎn)量大以及出水水質(zhì)不能滿足水環(huán)境要求等諸多問題。而該污水處理廠的建設(shè),將滿足水環(huán)境變化和水資源可持續(xù)循環(huán)利用的需要、大幅提高污水處理廠能源自給率、減少對(duì)外部化學(xué)品的依賴與消耗。
在概念廠的眾多功能中,低能耗甚至能源自給將是一大亮點(diǎn)。中國(guó)人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院副院長(zhǎng)王洪臣介紹,污水潛能是處理污水耗能的10倍。在歐洲,僅采取以節(jié)能降耗為目標(biāo)的提效改造等措施,城鎮(zhèn)污水處理能源自給率就可達(dá)到60%以上。
按照6位專家設(shè)定的時(shí)間表,今年提出概念廠的具體概念內(nèi)涵,并落實(shí)選址;2015—2016年,完成概念廠工程設(shè)計(jì);未來5年內(nèi)建成中國(guó)座污水處理概念廠并投入運(yùn)營(yíng)。
多地區(qū)被建議選址對(duì)于專家們的設(shè)想,12月10日的研討會(huì)上,北京市水務(wù)局總工程師陳鐵表示,目前北京市的污水處理廠均是超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),主要是污水處理廠的規(guī)劃建設(shè)速度跟不上人口增長(zhǎng)的速度,比如清河流域之前規(guī)劃的人口總量是80萬人,但如今已經(jīng)200多萬的人口。陳鐵表示,人均GDP值高、居民文化知識(shí)水平高、污水處理需求大等客觀條件決定了北京可以建設(shè)一座這樣先進(jìn)的污水處理廠。
會(huì)上,國(guó)務(wù)院發(fā)展研究中心資源與環(huán)境政策研究所副所長(zhǎng)常紀(jì)文建議,可以選擇在回龍觀、天通苑等地區(qū)建該座污水處理廠,這些地區(qū)人口多,污水處理需求大。陳鐵則表示,從目前來看,大興區(qū)、海淀區(qū)、昌平區(qū)都具備建設(shè)的條件,尤其是大興區(qū)二機(jī)場(chǎng)投用后,圍繞該區(qū)域可建設(shè)先進(jìn)的污水處理廠。
對(duì)于污水廠的建設(shè),北京市水務(wù)局原局長(zhǎng)程靜持謹(jǐn)慎態(tài)度,他表示,目前北京市的污水廠日產(chǎn)生污泥量達(dá)到3000噸,未來可能會(huì)達(dá)到5000噸,新水廠如何能把這些污泥處理再利用,節(jié)約能源,這些問題都要考慮到。
真的不是玩概念
“概念廠的基本思路是由污染物削減基本功能向綜合利用轉(zhuǎn)變,有可持續(xù)的水質(zhì),實(shí)現(xiàn)能源自給,做到物質(zhì)循環(huán),包括提供肥料等,終與城市環(huán)境相融合。”曲久輝說。
“污水完全可以由廢物變?yōu)橘Y源”,中國(guó)科技大學(xué)教授俞漢青介紹,進(jìn)入污泥的有機(jī)碳大概是30%,磷占90%,還有氮等。有了技術(shù)支撐,就可以資源化處理、實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)化利用。
2013年,我國(guó)廢污水排放總量已達(dá)825億噸。截至去年底,我國(guó)有城市污水處理廠1780座,日處理污水1.49億立方米,不過污水處理領(lǐng)域的制約甚至問題也相當(dāng)明顯。
領(lǐng)域分布不均衡。市政污水處理率已接近90%,農(nóng)村僅為8%。全國(guó)雖有工業(yè)污水處理項(xiàng)目5000多個(gè),卻是1/3無法運(yùn)行,1/3處理不達(dá)標(biāo)。
污水處理“重水輕泥”。“國(guó)外沒有污泥處理設(shè)施污水處理廠根本不批,我國(guó)初建了一批有污泥處理設(shè)施的廠子,現(xiàn)已幾乎全軍覆沒,僅存的幾家也大多不運(yùn)作。”中國(guó)城鎮(zhèn)供排水協(xié)會(huì)排水專業(yè)委員會(huì)主任楊向平介紹說。
社會(huì)認(rèn)同度不高。俞漢青舉例,他們做過嘗試,把污水中的有機(jī)碳變成很不錯(cuò)的塑料,后加工成一百多個(gè)調(diào)羹,贈(zèng)送給朋友并告知用污水做成時(shí),沒有一個(gè)人肯用。
成本較高。從污泥中提取氮做肥料,成本遠(yuǎn)高于氮肥生產(chǎn)。還要消耗很多能量,甚至使用對(duì)環(huán)境有害的溶劑等。
“概念廠不同于現(xiàn)有城市污水處理,不是把磷變成磷酸鹽,而是要變被動(dòng)的污染減幅處理為開發(fā)新的工藝、技術(shù)、方法和設(shè)備。”俞漢青表示,概念廠的資源化處理,促進(jìn)能源轉(zhuǎn)化;回收磷等礦物質(zhì),特別是確保污水處理廠正常運(yùn)行。技術(shù)操作之一是把污水中的碳回收成甲烷,用礦物質(zhì)回收氮磷以及少量油。
同時(shí),楊向平介紹說,“圍繞提供產(chǎn)品、降低能耗、減少化石藥品投加、綠色觀光舒適四個(gè)功能,概念廠將按低碳綠色標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。在一些重大單位技術(shù)和組合技術(shù)上有所突破。”同時(shí)積極爭(zhēng)取全社會(huì)支持,比如,污泥厭氧消化雖然因生成甲烷減量20%,但終還要生產(chǎn)污泥,不能因?yàn)楸粐?yán)禁用作耕地而沒有歸宿。
中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)總院總工程師鄭興燦表示,概念廠要有系統(tǒng)觀念,比如排水系統(tǒng)對(duì)降雨應(yīng)通盤考慮,大暴雨時(shí)重點(diǎn)解決內(nèi)澇問題,大雨考慮雨水利用,中雨考慮面源污染,小雨進(jìn)行簡(jiǎn)單的污水管理。排水系統(tǒng)還要與整個(gè)地表管理、垃圾管理等城市綜合管理統(tǒng)籌呼應(yīng)。
污水概念廠有何不同?
我國(guó)的污水處理概念廠有何不同?對(duì)此,曲久輝解釋說,在我國(guó)污染問題更加復(fù)雜、污染物種類不斷增加、水環(huán)境質(zhì)量要求不斷提高的現(xiàn)狀下,我們的污水處理概念廠應(yīng)該更強(qiáng)調(diào)對(duì)污染物的削減作用。
“污水中的污染物是非常復(fù)雜的,實(shí)現(xiàn)對(duì)更多污染物的去除,這是對(duì)工藝的新要求。我國(guó)現(xiàn)在僅僅考慮水質(zhì)達(dá)標(biāo)問題。達(dá)標(biāo)并不意味著出水水質(zhì)或者進(jìn)入受納水體的水質(zhì)就是生態(tài)安全的。”他說。
污水處理概念廠追求的是健康的水質(zhì)。那么,什么是健康的水質(zhì)?如何達(dá)到這一要求?曲久輝說,就是污水處理要把資源回收、能量轉(zhuǎn)化、有害有毒污染物去除進(jìn)行統(tǒng)籌考慮。
“污水中潛在的能量是處理它所需要能量的10倍,如果能將這些潛在能量加以利用,市場(chǎng)前景將十分巨大。轉(zhuǎn)向新的理念,使物質(zhì)能夠資源化、能源能夠自給,這是污水處理發(fā)展的必由之路。”曲久輝說。
他也通過案例和數(shù)據(jù)介紹了這方面的情況,美國(guó)城鎮(zhèn)污水處理電耗占全社會(huì)總電耗的3%,以色列為10%,中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理電耗已突破100億kWh。每日產(chǎn)生的污水潛能相當(dāng)于1億噸標(biāo)準(zhǔn)燃油的能量。一些地區(qū)部分污水處理廠能源自給率可達(dá)到60%以上,甚至完全自給。
從經(jīng)驗(yàn)來看,中國(guó)是世界上一個(gè)10年內(nèi)污水處理量翻番的大國(guó)。10年后我國(guó)的污水處理量將與美國(guó)污水處理能力相當(dāng)。如果達(dá)到同樣的處理量和現(xiàn)有水質(zhì)的話,使用的電能又將是多少?如此巨大的電能消耗將給環(huán)境、資源造成巨大的負(fù)擔(dān)。“實(shí)現(xiàn)能量、水、營(yíng)養(yǎng)物回收可以構(gòu)成三位一體的發(fā)展模式,這樣可以回收和節(jié)省大量能源和資源。”曲久輝說。
“污水處理概念廠要追求水資源可持續(xù)利用。在利用水資源時(shí),水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)特別重要的問題。”曲久輝透露,他們正在研究建立一套可持續(xù)的水質(zhì)指標(biāo)體系。
他表示,制定指標(biāo)體系的基本原則是滿足水環(huán)境保護(hù)需求和實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。目標(biāo)是在未來20年—30年,能夠帶動(dòng)和指導(dǎo)我國(guó)污水處理的標(biāo)準(zhǔn)制定。“這就需要把水質(zhì)指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)指標(biāo)、技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)考慮。但有兩個(gè)原則需要堅(jiān)持,一是處理后的水一定是生態(tài)友好的。二是污水中有機(jī)碳的能源化和磷、氮等物質(zhì)的資源化也要與水質(zhì)指標(biāo)的制定統(tǒng)籌考慮。”
曲久輝強(qiáng)調(diào),污水處理概念廠將追求環(huán)境友好。即做到排出物對(duì)生態(tài)環(huán)境安全,融入周邊社會(huì),不影響周邊土地的使用功能并向污水經(jīng)處理后成為飲用水補(bǔ)充水源的方向發(fā)展。“可以嘗試將沒有異味兒、不影響居民健康的概念廠建到社區(qū),使之成為公眾的娛樂場(chǎng)所。”曲久輝說。